Лабораторная работа №7

Задание

Реализовать синхронный сервер с использованием Boost.Asio.

Boost.Asio - кросс-платформенная С++ библиотека для программирования сетевых приложений и других низкоуровневых программ ввода/вывода, которая абстрагирует понятия input и output, что позволяет делать их синхронными или асинхронными:

read(stream, buffer [, extra options]);
async_read(stream, buffer [, extra options], handler);
write(stream, buffer [, extra options]);
async_write(stream, buffer [, extra options], handler);

Требуется:

1. Реализовать синхронный сервер, который должен содержать минимум два потока: один - для прослушивания новых клиентов, другой - для обработки существующих.
   Нельзя использовать один поток, так как ожидание нового клиента является блокирующей операцией.
2. На сервере требуется предусмотреть следующее:

• клиент заходит на сервер с именем пользователя (без пароля);
• все соединения инициируются клиентом, где клиент запрашивает ответ от сервера;
• запросы и ответы на них заканчиваются символом '\n';
• сервер отключает любого клиента, который не отвечает (не пингуется) в течение 5 секунд;
• клиент может делать следующие запросы: получить список всех подключенных клиентов и пинговаться, где в ответе сервера будет либо ping_ok, либо client_list_chaned (в последнем случае клиент повторно запрашивает список подключенных клиентов);
• взаимодействие между клиентом и сервером осуществляется следующим образом:
  

3. Тестирование сервера выполнить с помощью утилиты curl (документацию с примерами можно найти здесь).
4. При подключении клиента к серверу выполнить запись в Log параметров подключения (с временной меткой).
5. Для логгирования использовать библиотеку boost::log (документацию с примерами можно найти здесь).
6. Обеспечить ротацию лог-файлов по размеру.

Рекомендации

• Все синхронные функции имеют перегрузки выбрасывающие исключения в результате ошибки или возвращающие код ошибки с использованием boost::system::system_error:

sync_func(arg_1, arg_2 ... arg_n);          // throws exception
boost::system::error_code error;
sync_func(arg_1, arg_2, ..., arg_n, error); // returns error code

Например:

using boost::asio;
const ip::tcp::endpoint endpoint;
ip::tcp::socket socket{service};
socket.connect(endpoint);
boost::system::error_code error;
socket.connect(endpoint, error);

В данном фрагменте кода socket.connect(endpoint) выбрасывает исключение в случае ошибки, а socket.connect(endpoint, error) возвращает код ошибки. В синхронных функциях вы можете использовать как исключения так и коды ошибок, но пользуйтесь чем-то одним. Все коды ошибок Boost.Asio находятся в пространстве имен boost::asio::error.

• Синхронное чтение и запись в TCP сокет, например, может быть реализовано следующим образом:

const ip::tcp::endpoint endpoint{ip::address::from_string("127.0.0.1"), 80};
ip::tcp::socket socket{service};
socket.connect(endpoint);
socket.write_some(buffer{"GET /index.html\r\n"});
std::cout << "bytes available " << socket.available() << std::endl;
char data[512];
size_t read_bytes = socket.read_some(buffer{data});

• Простая реализация синхронного сервера может иметь следующий вид:

void accept_thread() {
    ip::tcp::acceptor acceptor{service, ip::tcp::endpoint{ip::tcp::v4{}, 8001}};
    while (true) {
        auto client = std::make_shared<talk_to_client>(); // talk_to_client - user defined class
        acceptor.accept(client->sock());
        boost::recursive_mutex::scoped_lock lock{mutex};
        clients.push_back(client);
    }
}

void handle_clients_thread() {
    while (true) {
        std::this_thread::sleep(std::chrono::milliseconds{1});
        boost::recursive_mutex::scoped_lock lock{mutex};
        for (auto& client : clients) {
            // for each client calling answer_to_client();
        }
        // and then erase clients that timed out
      }
}

int main(int /*argc*/, char* /*argv*/[]) {

    boost::thread_group threads;
    threads.create_thread(accept_thread);
    threads.create_thread(handle_clients_thread);
    threads.join_all();
}